Was ist Bitcoin-Mining?
Die digitale Währung Bitcoin wird weltweit rund um die Uhr transferiert – dezentral und autark ohne Banken und gedruckte Geldnoten. Um diese Transaktionen abzusichern und zu beglaubigen, gibt es die Miner im Bitcoin-Netzwerk: Diese Menschen lösen mittels ihrer Computer komplexe Rechenaufgaben und ermöglichen damit erst die Geldtransaktionen. Denn zunächst werden alle geplanten Transaktionen eines jeden Users in einem bestimmten Zeitraum via Algorithmen als sogenannter Block in einer Liste zusammenfügt. Als Entlohnung für deren Decodierung erhalten die Miner virtuelle Werte in Form von Bitcoins. Dieser Vorgang wird daher in Anlehnung ans Goldschürfen „Mining“ genannt. Je mehr Rechenkapazität zur Verfügung gestellt wurde, desto mehr Bitcoin-Anteile erhält der Schürfer. Dies erklärt auch, warum viele Miner ihre Rechenleistung fortlaufend zu immer größeren Server-Farmen in riesigen Hallen ausbauen oder sich mit anderen Akteuren zusammenschließen. Darüber hinaus macht der steigende Kurs des Bitcoin Investitionen in mehr Technologie attraktiv.
Wie wirkt sich Bitcoin-Mining auf den Stromverbrauch sowie die Schadstoffemissionen aus?
Anhänger der Kryptowährung betonen die Vorteile des völlig neuen Finanzsystems, das u.a. ohne die kostspieligen Energieressourcen der Geldproduktion und der damit zusammenhängenden Logistik auskommt. Zudem verbrauche auch das traditionelle Bankenmodell mit seinen Online-Plattformen und Bürogebäuden eine Menge Strom. So mache das Bitcoin-Netzwerk lediglich 0,04 % der globalen Energieproduktion aus. Dies ist die eine Seite der Medaille.
Demgegenüber errechnet eine 2018 erschienene Studie des Massachusetts Institute for Technology (MIT) und der Technischen Universität München (TUM), dass das Bitcoin-Schürfen weltweit jährlich rund 46 Terawattstunden (TWh) beansprucht. Zum Vergleich: Ein durchschnittlicher 2-Personen-Haushalt verbraucht im Jahr etwa 0,0000035 TWh. Doch seitdem ist der Energiehunger der Bitcoin-Community noch massiv angestiegen: Laut einer Studie der University of Cambridge im Herbst 2020 auf geschätzte 67 TWh und Anfang 2021 auf stolze 121 TWh. Dies bedeutet, dass nur 30 Länder weltweit mehr Strom verbrauchen als das Bitcoin-Mining. Die Vereinigten Arabischen Emirate, die Niederlande, Belgien oder Österreich – sie alle liegen unterhalb dieses Stromkonsums.
Der renommierte niederländische Ökonom Alex de Vries kalkulierte vor einigen Jahren, dass das Schürfen eines einzigen Bitcoins weit über 42.000 KWh veranschlagt. Eine Bitcoin-Transaktion hatte 2018 den gleichen Energie-Fußabdruck wie 80.000 Kreditkartenüberweisungen. Heute gehen Experten davon aus, dass dieser Vergleichswert auf 453.000 solcher Transaktionen angewachsen ist. Was erschwerend hinzukommt: Neben dem offensichtlichen Stromverbrauch hängen an dem Schürfprozess auch eine Menge CO2-Emissionen. So gingen die Forscher vom MIT und der TUM von rund 22 Megatonnen Kohlendioxid im Jahr aus, was vergleichbar mit den Bilanzen der Städte Hamburg oder Las Vegas wäre. Laut Bitcoin Energy Consumption Index der Plattform Digiconomist sind es inzwischen sogar 35 Megatonnen – in etwa der CO2-Ausstoß von ganz Dänemark.
Inwiefern könnte der Stromverbrauch des Bitcoin-Minings reguliert werden?
Natürlich wäre es angesichts dieser Zahlen wünschenswert, Elektrotechnik-Experten rund um den Erdball ließen sich kluge Engineering-Lösungen einfallen, die die Energieübertragung smarter und den Stromverbrauch geringer werden lassen. Jedoch ist die Problematik komplex und denkbare Auswege sind vielschichtig.
Zum einen wäre da die übergeordnete Standortwahl der Mining-Farmen und die dort genutzte Art der Energiegewinnung. Derzeit befinden sich über 65 % der Bitcoin-Miner in China, gefolgt von den USA und Russland mit jeweils rund 7 %. Wäre die Mehrheit der Miner in z.B. Schweden stationiert, wo der Anteil erneuerbarer Energiequellen bei über 50 % liegt, würde dies den Energiefußabdruck deutlich positiv beeinflussen. Auch Regionen am Polarkreis bieten klimatische Vorteile, da Rechenzentren aufgrund der niedrigen Außentemperaturen umweltfreundlicher gekühlt werden können. Darüber hinaus wären politische Rahmenbedingungen von Vorteil, die das Mining auf globaler Ebene mit „grüner“ Energie forcieren – derzeit keine ganz einfache und daher keine realistische Perspektive.
Andere Vorschläge zielen eher auf die Verfahren des Bitcoin-Schürfens ab: Bisher basieren diese auf dem Prinzip des Proof-of-Work, bei dem die Mining-Farmen in einem für jeden zugänglichen System die Transaktionen verifizieren. Der Proof-of-Stake würde hingegen ausgewählte Teilnehmer in den Mittelpunkt stellen, die diesen Job übernehmen. Grundvoraussetzung hierfür wären exklusivere Netzwerke, die nur mit Erlaubnis der jeweiligen Plattform betreten werden und somit die benötigte Rechenleistung um ein Vielfaches reduzieren. Allerdings gibt es diese Alternative schon seit einigen Jahren und bis dato hat sie sich auf dem Markt noch nicht durchsetzen können. So bleibt abzuwarten, ob das System aus sich selbst heraus ein größeres Umweltbewusstsein entwickelt, der Ertrag mit und das Interesse an der Kryptowährung von allein abflaut oder Institutionen auf den Plan treten, die für eine allgemeingültige Regulierung sorgen.
FAQ zu Bitcoin Mining
In den vergangenen Jahren haben Kryptowährungen einen regelrechten Boom erlebt. Mittlerweile gibt es über 2.000 digitale Währungen. Auf den meisten Börsen und Plattformen lassen sich allerdings nur die fünf bis 20 bekanntesten virtuellen Währungen handeln. Zu ihnen zählen u.a. Bitcoin, Ethereum, Dash oder auch IOTA. Bisher werden sie nur von wenigen Stellen als Zahlungsmittel akzeptiert, sodass die Spekulation im Vordergrund steht.
Die Blockchain, eine Art digitales Kontenbuch, wird beim Bitcoin-Mining benutzt, um alle Transaktionen zu jedem Zeitpunkt nachvollziehen zu können. Wann immer ein neuer Block erzeugt wird, wird dieser zur Blockchain hinzugefügt. Daraus resultiert eine endlos lange Liste aller jemals getätigten Transaktionen. Die Blockchain ist für jedermann einsehbar. Entsprechend kann jeder Nutzer sehen, welche Transaktionen durchgeführt wurden. Nicht einsehbar ist hingegen, wer diese Transaktion durchführt. Somit ist die Blockchain transparent und anonym zugleich.
Forscher der ETH Lausanne aus der Schweiz entwickelten einen Algorithmus namens Byzantine Reliable Broadcast, der den für Transaktionen notwendigen Sicherheitsmechanismus neu definiert – und dabei wesentlich vereinfacht. So käme der Energieverbrauch bei dieser Herangehensweise etwa dem des E-Mail-Versands gleich. Für eine Blockchain-Transaktion würden dann nur noch wenige Gramm CO2 ausgestoßen. Allerdings wäre diese Methode nur für sehr einfache Transaktionen anwendbar.
Bastian Korte